MP3音頻解碼算法的FPGA驗證及其SOC應用設計.pdf

1、MP3音樂是目前互聯(lián)網(wǎng)上最流行的音樂格式,因其具有良好的音質和較大壓縮比占據(jù)著廣闊的市場?，F(xiàn)在越來越多的便攜式電子設備帶有MP3音樂播放的功能,因此,采用獨立的硬件系統(tǒng)來實現(xiàn)MP3解碼功能成為目前一個新的研究熱點。
　　 針對這個應用,本文設計了一款MP3音頻播放的SOC。首先進行了MP3解碼算法的優(yōu)化和驗證,實現(xiàn)了MP3文件的解碼功能。然后基于IP核的復用技術將MP3解碼器、MCU內核、USB收發(fā)器、A/D轉換器和D/A轉換器

2、等模塊集成在一起成為一款SOC?？梢宰x取SD卡和U-disk設備的數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)送到MP3解碼器進行解碼;可以實現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)的播放和錄音的功能;還可以直接對MCU內核進行編程操作。形成了一套完整的硬件系統(tǒng),并在FPGA開發(fā)平臺上實現(xiàn)。
　　 本文解決的關鍵問題有以下幾個方面:
　　 (1)在MP3的解碼流程中利用余弦函數(shù)的對稱性,將計算量減半,加快了解碼速度,保證了解碼的實時性。在整體架構中采用左右聲道串行處理的解碼方案,

3、利用合適的解碼時鐘頻率,在保證解碼實時性的前提下節(jié)約了硬件的資源,減少了芯片面積。
　　 (2)在MCU內核的片內總線上,采用乒乓結構的緩存單元和異步FIFO將各個IP核集成在一起,解決了接口速度和時鐘速度不匹配的問題。
　　 (3)采用內存共享技術來實現(xiàn)SOC的設計。首先MP3解碼器內部的子模塊采用時分復用的方法對公共RAM進行反復的讀寫,使MP3內存最小化。然后MP3的RAM空間與MCU內核的存儲單元進行共享,在MP